Detail předmětu

Navrhování procesních a energetických systémů

FSI-KNP Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr

Posluchači se praktickým a moderním způsobem seznámí s problematikou navrhování procesních a energetických systémů aktuálně používanou v projekčních inženýrských kancelářích. Z široké palety činností spadajících do oblasti navrhování procesních a energetických systémů je přitom pozornost přednášek a cvičení soustředěna na nejvýznamnější oblast a to na praktický technologický a rozměrový návrh procesních a energetických systémů a jejich zařízení se zřetelem jejich dopadu na životní prostředí. Konkrétně je pozornost zaměřena na postupy a nástroje potřebné pro navrhování procesních a energetických systémů ve fázi koncepčního návrhu a studie proveditelnosti a na postupy a nástroje pro navrhování procesních a energetických systémů ve fázi základního technologického a rozměrového návrhu systému a jednotlivých zařízení (basic design). Propojení teoretické i praktické části výuky bude zajištěno v maximální míře využitím podpory dostupných nejnovějších výukových verzí profesionálních softwarových systémů užívaných pro navrhování procesních a energetických systémů a zařízení (např. ChemCAD, HTRI, atd.).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství

Vstupní znalosti

Základní znalosti z předmětů absolvovaných v předchozích dvou semestrech, zejména tepelných pochodů, hydraulických pochodů, inženýrské termodynamiky, energie a emise a konstrukce procesních zařízení.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Předpoklady pro udělení zápočtu:
Povinná a aktivní účast ve cvičeních a porozumění problematice přednášené v kursu.

Zkouška:
Hodnocení probíhá ve dvou stupních:
1. Písemná část: Písemné testy (bodově hodnocené). Pokud student obdrží v nejhorším případě známku „E“ z testu, postoupí k ústní zkoušce.
2. Ústní část: v návaznosti na výsledky testu prokazují studenti související teoretické znalosti z oblasti navrhování formou odborné rozpravy s vyučujícím, z níž vyplyne výsledné hodnocení studenta.


Výuka je situovaná v počítačové učebně.
Teoretický výklad je kombinován s praktickými ukázkami řešení dílčích úloh na počítači.
Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná.

Učební cíle

Cílem předmětu je naučit studenty praktickému technologickému a rozměrovému návrhu zásadních procesních a energetických systémů a zařízení, jež dominantním způsobem zajišťují a ovlivňují funkci procesních a energetických výrobních provozů. Jde především o návrh systémů a zařízení na výměnu tepla a hmoty s praktickým a efektivním využitím současných moderních profesionálních softwarových produktů aktuálně používaných v projekčních kancelářích pro podporu těchto návrhových činností.

1. Základní přehled o rozsahu projekční činnosti procesního inženýra se zaměřením na techniky, metody a nástroje pro navrhování procesních a energetických systémů a jejich jednotlivých zařízení.
2. Osvojení využívání profesionálních softwarových systémů pro navrhování a související odbornou činnost procesního inženýra.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-PRI-P: Procesní inženýrství, magisterský navazující, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova


  1. Úvod do problematiky návrhu procesních a energetických systémů a zařízení (stupně návrhu, příklady technologií, nástroje pro navrhování, softwary), návrh výměníku tepla typu trubka v trubce.

  2. Navrhování trubkových výměníků tepla s přepážkovými systémy.

  3. Navrhování základních typů deskových výměníků tepla.

  4. Uvažování provozních aspektů procesních a energetických zařízení (zanášení, ztráty tepla) při jejich navrhování.

  5. Navrhování zařízení na výměnu tepla se změnou fáze jedné pracovní látky.

  6. Navrhování procesních a energetických zařízení na výměnu tepla se změnou fáze obou pracovních látek.

  7. Úvod do navrhování spalovacích zařízení pro procesy a energetiku.

  8. Koncepční fáze návrhu spalovacích zařízení pro procesy a energetiku.

  9. Rozměrový návrh procesních trubkových pecí.

  10. Rozměrový návrh vodních a parních kotlů.

  11. Integrovaný návrh procesních zařízení a trend moderních integrovaných zařízení

  12. Navrhování míchaných zařízení s výměnou tepla.

  13. Zohledňování vlivu distribuce pracovních látek při návrhu procesních a energetických zařízeních.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Osnova


  1. Úvodní praktická aplikace základních rovnic – návrh trubkového výměníku tepla bez a se softwarovou podporou.

  2. Návrh trubkového výměníku tepla se segmentovými přepážkami se softwarovou podporou.

  3. Navrhování deskových výměníků tepla bez a se softwarovou podporou

  4. Výpočtové příklady na zohlednění zanášení a ztráty tepla při návrhu zařízení

  5. Tepelný návrh kondenzátoru se softwarovou podporou.

  6. Bilanční a tepelný návrh procesní odparky.

  7. Návrh žárotrubného kotle I. – výpočet spalování paliva bez a se softwarovou podporou

  8. Návrh žárotrubného kotle II. – koncepční rozvržení tepelného výkonu na jednotlivé části kotle.

  9. Návrh žárotrubného kotle III. – rozměrový návrh plamencové komory a konvekčních tahů.

  10. Návrh žárotrubného kotle IV. – aerodynamický výpočet a návrh komína.

  11. Integrovaný návrh tepelného zařízení regeneračního typu.

  12. Tepelný návrh ohřívané míchané nádoby.

  13. Výpočtové příklady na zohlednění vlivu distribuce pracovní látky při návrhu zařízení, zápočet.